表示遅延の構成要素
画面上に刺激が表示されるまでの遅延は、複数の要素の合計である。第一にレンダリング遅延: ブラウザが描画命令を発行してから GPU がフレームバッファに書き込むまでの時間で、通常 1-5ms。第二にスキャンアウト遅延: フレームバッファの内容がモニターに転送される時間で、リフレッシュレートに依存する。60Hz モニターでは 1 フレーム = 16.7ms であり、刺激がフレームの途中で生成された場合、最大 16.7ms の追加遅延が生じる。144Hz では最大 6.9ms、240Hz では最大 4.2ms に短縮される。第三にパネル応答時間: 液晶パネルのピクセルが目標輝度に達するまでの時間で、IPS パネルで 4-8ms、TN パネルで 1-3ms、OLED で 0.1ms 以下。これらを合計すると、60Hz IPS モニターでは最大 25-30ms の表示遅延が生じうる。240Hz OLED モニターではこれが 5-10ms に圧縮される。この 15-20ms の差は、反応時間テストのスコアに直接反映されうる。
| 構成要素 | 遅延の内容 | 60Hz + IPS の場合 | 240Hz + OLED の場合 |
|---|---|---|---|
| レンダリング遅延 | 描画命令の発行から GPU がフレームバッファへ書き込むまで | 1-5ms | 1-5ms |
| スキャンアウト遅延 | フレームバッファの内容をモニターへ転送する時間 (最大 1 フレーム分) | 最大 16.7ms | 最大 4.2ms |
| パネル応答時間 | パネルのピクセルが目標輝度に達するまでの時間 | 4-8ms | 0.1ms 以下 |
| 合計 | 刺激が目に届くまでの表示遅延 | 最大 25-30ms | 5-10ms |
144Hz ではスキャンアウト遅延が最大 6.9ms、TN パネルの応答時間は 1-3ms。60Hz IPS と 240Hz OLED の差である 15-20ms は、反応時間テストのスコアにそのまま乗る。
入力遅延とポーリングレート
マウスやキーボードのクリック/キー押下が PC に認識されるまでの時間も測定結果に影響する。USB デバイスのポーリングレートは、PC がデバイスの状態を確認する頻度を決定する。125Hz (標準) では最大 8ms の入力遅延が生じ、1000Hz (ゲーミングデバイス) では最大 1ms に短縮される。Bluetooth 接続はさらに遅延が大きく、10-30ms の追加遅延が生じる場合がある。キーボードのスイッチ機構も影響し、メカニカルスイッチのアクチュエーションポイント (接点が閉じる深さ) が浅いほど物理的な押下から信号発生までの時間が短い。一般的なメンブレンキーボードのアクチュエーション距離は 3-4mm だが、ゲーミングメカニカルキーボードでは 1-1.5mm のものがある。この差は押下速度に換算すると 5-15ms の差に相当しうる。タッチスクリーンは最も遅延が大きく、タッチ検出から信号処理まで 25-70ms を要する。
ソフトウェア遅延とブラウザの影響
Web ベースの反応時間テストでは、ブラウザの JavaScript 実行環境が追加の遅延源となる。requestAnimationFrame のタイミング精度はブラウザと OS によって異なり、Windows の Chrome では約 1ms の精度だが、一部の環境では 4-16ms の揺らぎが生じる。ガベージコレクション (GC) の発生タイミングによっては、数十 ms のスパイクが生じることもある。また、OS レベルのコンポジター (Windows の DWM、macOS の WindowServer) がフレームバッファリングを行い、1 フレーム分の追加遅延を挿入する場合がある。これらのソフトウェア遅延は合計で 5-20ms に達しうる。Bench のテストではこれらの遅延を最小化する設計 (高精度タイマーの使用、GC 圧力の低減) を採用しているが、完全な排除は不可能である。重要なのは、同一環境で測定を繰り返すことで、ハードウェア/ソフトウェア遅延が定数として相殺され、人間のパフォーマンス変化のみが追跡可能になる点である。
環境間のスコア比較における注意点
異なるデバイスで測定した反応時間スコアを直接比較することは、科学的に不適切である。60Hz モニター + Bluetooth キーボードの環境と、240Hz モニター + 1000Hz 有線マウスの環境では、ハードウェア遅延だけで 30-50ms の差が生じうる。これは反応時間のかなりの割合に相当し、パーセンタイルでも大きな差に換算されうる。つまり、同じ人間が同じ能力で反応しても、環境の違いだけで順位が見かけ上大きく動きうる。Bench のパーセンタイル表示は環境由来の遅延を含んだ測定値をそのまま参考データと比較するため、遅延の少ない高性能環境のユーザーが見かけ上有利になる。この限界を認識した上で、自分のスコアは「同一環境内での経時変化」として解釈すべきであり、絶対値としてのパーセンタイルは参考程度に留めるのが適切である。
測定精度を最大化する環境設定
反応時間テストの測定精度を最大化するための環境設定を優先度順に示す。第一に、有線接続の入力デバイスを使用する。Bluetooth の遅延変動は測定のノイズ源として特に大きい。第二に、不要なバックグラウンドプロセスを終了する。特に動画再生、ファイル同期、ウイルススキャンは CPU/GPU リソースを消費し、フレームドロップの原因となる。第三に、ブラウザのタブを最小限にする。各タブはメモリと CPU を消費し、GC の頻度を高める。第四に、モニターの応答速度モード (オーバードライブ) を有効にする。ただし過剰なオーバードライブはオーバーシュート (逆残像) を引き起こすため、中程度の設定が推奨される。第五に、OS のアニメーション効果を無効化する。Windows の透明効果や macOS のアニメーションはコンポジターの負荷を増加させる。これらの設定を統一した上で、毎回同じ条件でテストすることが、自身の認知パフォーマンスの真の変化を追跡するための前提条件である。